检测链表是否有环, 动画演示, Floyd判圈算法扩展应用

Blue_EnchanTreSS_

已于 2025-04-06 16:54:00 修改

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文章标签：链表数据结构算法

于 2025-04-06 15:58:25 首次发布

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力扣原题链接: 141. 环形链表 - 力扣（LeetCode）

哈希表

检测环形链表, 直观的思路就是使用哈希表, 遍历这个链表, 将访问过的节点加入到哈希表中, 如果遍历过程中发现节点已经存在于哈希表中, 则说明链表有环.

复杂度分析:

时间复杂度: O(N), 最坏情况下需要遍历所有节点.
空间复杂度: O(N), 最坏情况下每个节点都会加入到哈希表.

Floyd判圈算法

另一种更高效的算法是Floyd判圈算法, 又称龟兔赛跑算法, 该算法由计算机科学家罗伯特·弗洛伊德(Robert W. Floyd)提出, 其核心思想是通过两个指针以不同速度遍历链表来判断是否存在环, 并可以进一步确定环的起点和长度.

算法步骤

初始化两个指针:

慢指针: 每次移动一步
快指针: 每次移动两步

两个指针同时从起点出发, 按照各自的速度移动.

判断是否有环:

如果快指针会先到达终点, 则说明链表无环
如果快慢指针相遇, 则说明链表有环

动画演示

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Java代码:

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return false;
        }

        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        do {
            slow = slow.next;
            if (fast.next != null && fast.next.next != null) {
                fast = fast.next.next;
            } else {
                return false;
            }
        } while (slow != fast);
        return true;
    }
}

复杂度分析: